軟X線ラマン散乱による強相関電子系物質のMott転移近傍における電子相関の研究

利用软X射线拉曼散射研究强相关电子材料莫特跃迁附近的电子相关性

基本信息

批准号：
13740191
负责人：
樋口透
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

ドープしたMott絶縁体La_<1-x>Sr_xTiO_3の金属-絶縁体転移を生じる。x=0ではMott絶縁体、x>0.05では金属である。ドープ量を変えたことによる転移は、輸送特性の報告から、電子相関の寄与によるものと考えられていたが、その証拠は得られていなかった。本年度の研究では、軟X発光スペクトルに観測されるd-d遷移による軟X線ラマン散乱を解析することにより、転移前後の電子相関と結晶場分裂の大きさを実験的に見積もることに成功した。電子相関は、t_<2g>励起により生じたd-d遷移の軟X線ラマン散乱構造のラマンシフトにより見積もられる。結晶場分裂は、e_g励起により生じたd-d遷移の軟X線ラマン散乱構造のラマンシフトにより見積もられる。電子相関の値は4.0eVであり、転移前後での変化は見られなかった。また、電子相関の大きさは、光電子分光と逆光電子分光から、見積もられる上下ハバードのエネルギー差と一致していることが確かめられた。結晶場分裂の大きさは、X線吸収スペクトルの結果と一致し、転移前後で変化が見られた。その他、軟X線発光スペクトルに観測されるDrude-peakは、Mott絶縁体において消滅していることから、準粒子バンドからハバードバンドへのSpectral-weight-transferを示唆する結果を得ている。これらの結果は、DMFT(dynamical-mean-field-theory)によって計算された事実を裏付けている。

掺杂莫特绝缘体La_<1-x>Sr_xTiO_3中发生金属-绝缘体转变。当x=0时，为莫特绝缘体，当x>0.05时，为金属。根据传输特性的报告，认为由改变掺杂量引起的转变是由于电子相关性的贡献，但没有获得这方面的证据。在今年的研究中，我们通过分析由于在软X发射光谱中观察到的d-d跃迁而产生的软X射线拉曼散射，成功地通过实验估计了跃迁前后电子关联和晶体场分裂的幅度。电子相关性是通过t_<2g>激发引起的dd跃迁的软X射线拉曼散射结构的拉曼位移来估计的。晶体场分裂是通过 e_g 激发引起的 dd 跃迁的软 X 射线拉曼散射结构的拉曼位移来估计的。电子关联值为4.0eV，转变前后未观察到变化。此外，还证实了电子相关性的大小与通过光电子能谱和反光电子能谱估计的上下哈伯德能量差一致。晶体场分裂的大小与X射线吸收光谱的结果一致，并且观察到转变前后的变化。此外，在软X射线发射光谱中观察到的德鲁德峰在莫特绝缘体中消失，表明光谱权重从准粒子带转移到哈伯德带。这些结果支持了 DMFT（动态平均场理论）计算的事实。